Znanstveniki proizvajajo 3-D natisnjene strukture z vgrajenimi-nano gubami za napreden nadzor površine
Wuhan, Kitajska - Raziskovalna skupina na Univerzi za znanost in tehnologijo Huazhong je razvila nov pristop 3D-tiskanja, ki temelji na laserskem-za izdelavo tri-dimenzionalnih mikro-struktur, ki na svojih površinah nosijo vzorce gub v nanometrskem merilu, kar odpira nove možnosti za visoko-funkcionalne površine.
V študiji ekipa poroča o metodi "neposrednega laserskega sestavljanja", ki uporablja femtosekundni laser za ustvarjanje polimernih mikro-vokslov, ki spontano tvorijo nanogube zaradi neusklajenosti napetosti med fotopolimerizacijo.
Glavne značilnosti tehnologije vključujejo:
A en-material,-postopek v enem koraku: Celotna mikrostruktura-vključno z gubami-je oblikovana v enem laserskem-pisalnem prehodu, brez potrebe po ločenih šablonah ali korakih po-gubanju.
Visoka prostorska ločljivost in geometrijska svoboda: metoda omogoča izdelavo uporabni-zasnovanih arhitektur v 3-D s programiranimi vzorci gub (vključno s hierarhičnimi ali vzorčastimi gubami) po površinah.
Nadzorovana valovna dolžina gub do več deset nanometrov: Avtorji kažejo, da je valovne dolžine gub mogoče prilagoditi (pod ~40 nm) z nadzorom laserskih in materialnih parametrov.
Široka uporabnost: Ker se gube vgrajujejo med tiskanjem, lahko nastale arhitekture v enem koraku združijo makro{0}}obliko in površinsko teksturo v nanometrskem merilu-, kar je obetavno za aplikacije v optiki, zaznavanju, mikro-fluidiki in mehanskih napravah, kjer so pomembni površina, interakcija-svetlobe-snovi ali vlaženje.
Raziskovalna skupina je to zmogljivost dokazala s tiskanjem mikro-kock, mrežnih nizov in celo umetniških oblik (na primer emblema univerze v mikro- merilu), prekritih z nanogubami, kar dokazuje strukturno zapletenost in nadzor površinske teksture.
Po mnenju avtorjev je glavna inovacija kombinacija aditivne izdelave mikro-arhitektur z-in situ nanostrukturiranjem-, ki učinkovito združuje 3-D tiskanje z vzorčenjem v nanometru v enoten proces. To bi lahko bistveno poenostavilo izdelavo funkcionalnih površin, kjer bi običajno bili potrebni ločeni koraki litografije ali samogubanja.
Morebitne posledice dela vključujejo izboljšano delovanje mikronaprav (na primer z večjo površino ali izboljšanim sipanjem svetlobe), večjo funkcionalnost v mikro-robotiki ali biomedicinskih ogrodjih (kjer površinska tekstura vpliva na vedenje celic) in nove svobode pri oblikovanju metamaterialov ali fotonskih arhitektur.
Avtorji sklepajo, da njihova strategija "zagotavlja univerzalni protokol za gradnjo skoraj poljubnih nanogubastih arhitektur" in "omogoča novo paradigmo v mikro/nano-aditivni proizvodnji".
